流感病毒的M2蛋白能夠媒介ESCRT不參與的細胞膜分離

論文：Rossman, J.S., Jing, X., Leser, G.P., and Lamb, R.A. (2010). Influenza virus M2 protein mediates ESCRT-independent membrane scission. Cell 142, 902-913.

報告者：林峻暘       時間：15:00~16:00, Dec. 8, 2010

講評老師：辛致煒老師               地點：Room 601

摘要：

改變細胞膜的曲度及切斷正在出芽的病毒與細胞膜的聯繫是具有外套膜的病毒在釋出感染細胞時所必須的步驟。為了達到這個目的，許多病毒會藉由挾持宿主細胞中的ESCRT (Endosomal Sorting Complex Required for Transport)的路徑進行與細胞膜的切割使病毒顆粒釋放。先前的研究指出，流感病毒會藉由viral matrix (M2) protein進行出芽而非藉由ESCRT蛋白的功能。然而，M2蛋白如何在病毒出芽時所進行的作用還尚未有明確的機制。首先，作者比較了不同品系流感病毒的M2蛋白，發現M2的胺基酸序列中有一段高度保留的M2amphipathic helix (M2AH)。似乎指出M2AH在流感病毒中有著重要的角色。利用large unilamellar vesicles (LUVs)及giant unilamellar vesicles (GUVs) 的實驗模式，作者證明出正常的M2蛋白可以造成LUV產生intra-luminal vesicle (ILV)，反之若加入在M2AH突變的蛋白M2(AH-Mut)則無觀察到明顯LUV/GUV的型態改變，顯示出M2AH是M2蛋白媒介的病毒出芽時所必須的。除此之外，在細胞中表現M2蛋白會導致細胞釋出含有M2蛋白的囊泡，然而表現M2(AH-Mut)則會大量降低此種囊泡。這證明M2可以單獨在細胞中進行出芽步驟。更進一步的是，觀察M2在感染細胞中的分布會發現正常的M2會聚集在正在出芽的病毒基部，但是M2(AH-Mut)則不會聚集於此，出芽的病毒會有如串連的珠子般連在細胞膜上。由這些實驗可以得證，M2AH是媒介病毒出芽時與細胞膜切割的必要元素，並且M2蛋白是負責媒介病毒出芽時的重要蛋白。

參考資料：

1.      Chen, B.J., et al. (2008). The influenza virus M2 protein cytoplasmic tail interacts with the M1 protein and influences virus assembly at the site of virus budding. J. Virol. 82, 10059–10070.

2.      Iwatsuki-Horimoto, et al. (2006). The cytoplasmic tail of the influenza A virus M2 protein plays a role in viral assembly. J. Virol. 80, 5233–5240.